无机化学课件之_气体和溶液汇总
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无机化学-气体和溶液
b —— 体积常数。
（2）实际气体分子间有作用力。因此理想压强P为分子碰撞器 壁产生的压强P实际和内层分子作用力产生的压强P内之和。
热力学推导：
令比例系数为a
a —— 引力常数。分子不同时，相互吸引力不同，a不同。
1
范德华方程： ( p+a n2 )(V - nb)=nRT V2
注：范德华方程仍然是近似的
2、道尔顿分压定律：
∑ p总= p1+ p2+ p3 ⋅⋅ ⋅⋅ ⋅ ⋅= pi
§1.2 溶液
§1.2.1 溶液的概念 §1.2.2 非电解质稀溶液的依数性 §1.2.3 胶体溶液
2
§1.2.1 溶液的概念
相： 物理、化学性质均相同的一部分物质，称为一个相。
一个相
纯物质 （同一状态） 以分子、离子、原子形式均匀混合的混合物
在此假想状态下，描述气体性质的物理量 p、V、T、n 之间服从下列关系式：
pV = nRT
理想气体状态方程式
其中： p — 压强（Pa，kPa, atm，mmHg）， T — 温度（K） V — 体积（m3、cm3、L，ml）， n — 物质的量（mol） R —— 气体常数。
在标准状况下，p =101325Pa, T=273.15K n=1.0 mol时, Vm=22.414L=22.414×10-3m3
∆p = p* - p = p* - p*xB = p*xA
p* — 纯溶剂蒸气压； p — 溶液蒸气压； xA — 溶质的摩尔分数
稀溶液中，nA << nB ， ∆p = p*xA≈ p*×MB/1000×bA=KbA
当溶剂一定时，MB、p*一定，故p* ⋅MB/1000为一个常数，用K表示。
简明无机化学第一章 气体和稀溶液课件
则 n mol 分子的体积 V分 = n b dm3
而理想气体的体积 V =（m － n b） dm3
如图实际气体的体积 V实 = m dm3
V = （m － n b）dm3 V分 = n b dm3
一般关系式为 V = V实 － nb
（2）
p = p实 + （a n ）2 （1）
V
V = V实 － nb
则 R = 8.314 J•mol－1•K－1
从式
R=
pV nT
和
R = 8.314 J•mol－1•K－1
看出 pV 乘积的物理学单位 为 焦耳 （J）
p
Pa N•m－2
V
m3
所以 pV 的单位为 N•m－2•m 3
= N•m
=J
从物理学单位上看 pV 是一种功。
pV R = nT
若压力用 Pa
混合气体的总压为 3 105 Pa
亦有
p总 = pN2 + pO2
道尔顿（Dalton）进行了大量 实验，提出了混合气体的分压定律 —— 混合气体的总压等于各组分 气体的分压之和
p总 = pi i
此即道尔顿分压定律的数学表达式。
理想气体混合时，由于分子间无 相互作用，故碰撞器壁产生的压力， 与独立存在时是相同的。亦即在混合 气体中，组分气体是各自独立的。
由两种或两种以上的气体混合在 一起，组成的体系，称为混合气体。
组成混合气体的每种气体，都 称为该混合气体的组分气体。
显然，空气是混合气体，其中 的 O2，N2，CO2 等，均为空气这 种混合气体的组分气体。
2. 组分气体的摩尔分数
组分气体 i 的物质的量用 ni 表 示，混合气体的物质的量用 n 表示，
而理想气体的体积 V =（m － n b） dm3
如图实际气体的体积 V实 = m dm3
V = （m － n b）dm3 V分 = n b dm3
一般关系式为 V = V实 － nb
（2）
p = p实 + （a n ）2 （1）
V
V = V实 － nb
则 R = 8.314 J•mol－1•K－1
从式
R=
pV nT
和
R = 8.314 J•mol－1•K－1
看出 pV 乘积的物理学单位 为 焦耳 （J）
p
Pa N•m－2
V
m3
所以 pV 的单位为 N•m－2•m 3
= N•m
=J
从物理学单位上看 pV 是一种功。
pV R = nT
若压力用 Pa
混合气体的总压为 3 105 Pa
亦有
p总 = pN2 + pO2
道尔顿（Dalton）进行了大量 实验，提出了混合气体的分压定律 —— 混合气体的总压等于各组分 气体的分压之和
p总 = pi i
此即道尔顿分压定律的数学表达式。
理想气体混合时，由于分子间无 相互作用，故碰撞器壁产生的压力， 与独立存在时是相同的。亦即在混合 气体中，组分气体是各自独立的。
由两种或两种以上的气体混合在 一起，组成的体系，称为混合气体。
组成混合气体的每种气体，都 称为该混合气体的组分气体。
显然，空气是混合气体，其中 的 O2，N2，CO2 等，均为空气这 种混合气体的组分气体。
2. 组分气体的摩尔分数
组分气体 i 的物质的量用 ni 表 示，混合气体的物质的量用 n 表示，
无机及分析化学第一章气体和溶液
定义：分子本身不占体积，分子间没有相互作用力的气体。
➢ 理想气体分子间的作用力忽略不计。分子与分子之间、分子与器壁之
间的碰撞，是完全弹性碰撞-无动能损失。
➢ 理想气体分子本身占有的体积忽略不计,将分子看成有质量的几 何点。
■ 严格意义上的理想气体实际上是不存在的。但对实际气体来说，
只要温度不是太低（高温,高于273K），压力不是太高（低压,低
* 分压力与总压力的关系
假如容器中有1, 2, 3, ···等多种气体，则：
p= p1 + p2 + p3 +…=Σpi= nRT/V (总压力等于分压力之和) （理想气体方程也适合混合气体）
pi= niRT/V
* 只有理想气体才严格遵守道尔顿分压定律
pi ni pn pi = xi p
，实际气体只有在低压和高温下，才近似地 遵守此定律。
物）、两相（例如水和油的混合物）、甚至三相共存（例如水、
油和汞的混合物）。
(4) 单相体系中不一定只有一种组分物质（例如气体混合物即由
多种物质所组成）；同一种物质也可因聚集状态的不同而形成
多相体系（例如水、水蒸气和冰三相共存）；聚集状态相同
的物质在一起也不一定就是单相体系（例如油水分层的液态体 系有两相）。
难挥发非电解质稀溶液的依数性
(Colligative properties of dilute solutions)
与溶解有关的性质分为两类： (1) 溶液的颜色、比重、导电性等性质，与溶质的本性有关；
(2) 溶液的蒸气压、沸点、凝固点等性质，与溶质的本性无关。
稀溶液的依数性：
只与溶液的浓度有关，而与溶质的本性无关的性质。 只有溶质的浓度低，即所谓“稀溶液”才具有依数性。 依数性来源于分散微粒间距离远，作用力小。
➢ 理想气体分子间的作用力忽略不计。分子与分子之间、分子与器壁之
间的碰撞，是完全弹性碰撞-无动能损失。
➢ 理想气体分子本身占有的体积忽略不计,将分子看成有质量的几 何点。
■ 严格意义上的理想气体实际上是不存在的。但对实际气体来说，
只要温度不是太低（高温,高于273K），压力不是太高（低压,低
* 分压力与总压力的关系
假如容器中有1, 2, 3, ···等多种气体，则：
p= p1 + p2 + p3 +…=Σpi= nRT/V (总压力等于分压力之和) （理想气体方程也适合混合气体）
pi= niRT/V
* 只有理想气体才严格遵守道尔顿分压定律
pi ni pn pi = xi p
，实际气体只有在低压和高温下，才近似地 遵守此定律。
物）、两相（例如水和油的混合物）、甚至三相共存（例如水、
油和汞的混合物）。
(4) 单相体系中不一定只有一种组分物质（例如气体混合物即由
多种物质所组成）；同一种物质也可因聚集状态的不同而形成
多相体系（例如水、水蒸气和冰三相共存）；聚集状态相同
的物质在一起也不一定就是单相体系（例如油水分层的液态体 系有两相）。
难挥发非电解质稀溶液的依数性
(Colligative properties of dilute solutions)
与溶解有关的性质分为两类： (1) 溶液的颜色、比重、导电性等性质，与溶质的本性有关；
(2) 溶液的蒸气压、沸点、凝固点等性质，与溶质的本性无关。
稀溶液的依数性：
只与溶液的浓度有关，而与溶质的本性无关的性质。 只有溶质的浓度低，即所谓“稀溶液”才具有依数性。 依数性来源于分散微粒间距离远，作用力小。
无机化学：Chapter 1 气体和溶液
O2 6dm3
9MPa
N2 12dm3
3MPa
PO2=3MPa，PN2=2MPa；VO2=10.8dm3，VN2=7.2dm3
练习
1.在298K10.0L的容器中含有 1.00molN2和3.00molH2，设气体为理想气 体，试求容器中的总压和两气体的分压。
991.7，248.0、743.7kPa
2.理想气体状态方程[即克拉— 伯珑方程(Clapeyron)]
PV nRT
R 8.314Pa m3 mol1 K 1 8.314KPa L mol1 K 1 8.314J mol1 K 1
R（Molar gas constant）
PV m RT 或 PM ρ RT M
3.不同状态下气体导出公式
水分子 溶质分子
xB
xA
纯水蒸气压 pB*
溶液蒸气压 p
原因：形成溶剂化分子；部分表面被占据。
dell: dell:
3.拉乌尔（Raoult）定律
在一定温度下，难挥发非电解质 稀溶液的蒸气压下降与溶液的质量 摩尔浓度b(B)成正比。
即 ΔP K ×b(B)
P=P*·xA, ΔP=P*·xB 例：植物的抗旱、干燥剂的干燥作用
①从P1、V1、T1到P2、V2、T2 则 P1V1 T1 P2V2 T2 ②P一定，从V1、T1到V2、T2，则 V1 V2 T1 T2
③V一定，从P1、T1到P2、T2， 则 P1 P2 T1 T2 ④T一定，从P1、V1到P2、V2 则 P1V1= P2V2
二.道尔顿（Dalton）分压定律 （Law of partial pressure）
§1-4 胶体溶液( sol Solution )
一.分散度与比表面(dispersed degree and specific surface) 1.S0=A/V， S0比表面，A表面积，V总体积
无机化学-气体和溶液
第一章气体和溶液（gas and solution）
1-1 气体
一、理想气体（ideal gas）的状态方程：
（1）分子本身不占体积，分子是具有质量的几何点， （2）分子之间没有作用力, （3）分子之间、分子与容器壁之间的碰撞不造成动能损
失（完全弹性碰撞）。
研究结果表明：在高温（高于273K）、低压（低于数百 kPa）条件下，许多实际气体很接近理想气体。
可见光波长400-700 nm，溶胶直径1-100nm，发生散射。 每一个胶体粒子变成一个小光源，向四周发射与入射 光波长相同的光波。
真溶液粒子太小，光散射微弱，显示不出丁达尔现象。 可用丁达尔现象来区别溶胶和真溶液。
3）电学性质：电泳 电泳——在电场作用下，胶体粒子在分散介质中作定向移动的现象。
Tb = Kb·b
II = bRT
来测定溶质的摩尔质量。只有对摩尔 质量特别大的物质(如血红素等生物 大分子)才采用渗透压法。
●配制等渗透液：渗透现象在许多生 物过程中有着不可缺少的作用，特别 是人体静脉输液所用的营养液(如葡 萄糖液等)都需要经过细心调节以使 之与血液具有同样的渗透压(约 780kPa)，否则血红细胞将遭到破坏。
五、胶体的稳定性与聚沉(coagulation) 1）稳定性： 溶胶具有很大的比表面积，总是有自发聚集成更大颗粒，降低表面能的倾向，
因此，是热力学不稳定体系，但胶体具有相对稳定性。 溶胶相对稳定的原因： 1）布朗运动， 2）胶粒带电， 3）溶剂化作用（扩散层和吸附层离子都水合）——起保护作用。 可用来衡量溶胶的稳定性： 越大，胶粒带电量越多，扩散层厚，溶剂化层也厚，溶胶就越稳定。 2）聚沉： 聚沉：溶胶失去稳定性，相互碰撞导致颗粒变大，最后以沉淀形式析出。
p总
1-1 气体
一、理想气体（ideal gas）的状态方程：
（1）分子本身不占体积，分子是具有质量的几何点， （2）分子之间没有作用力, （3）分子之间、分子与容器壁之间的碰撞不造成动能损
失（完全弹性碰撞）。
研究结果表明：在高温（高于273K）、低压（低于数百 kPa）条件下，许多实际气体很接近理想气体。
可见光波长400-700 nm，溶胶直径1-100nm，发生散射。 每一个胶体粒子变成一个小光源，向四周发射与入射 光波长相同的光波。
真溶液粒子太小，光散射微弱，显示不出丁达尔现象。 可用丁达尔现象来区别溶胶和真溶液。
3）电学性质：电泳 电泳——在电场作用下，胶体粒子在分散介质中作定向移动的现象。
Tb = Kb·b
II = bRT
来测定溶质的摩尔质量。只有对摩尔 质量特别大的物质(如血红素等生物 大分子)才采用渗透压法。
●配制等渗透液：渗透现象在许多生 物过程中有着不可缺少的作用，特别 是人体静脉输液所用的营养液(如葡 萄糖液等)都需要经过细心调节以使 之与血液具有同样的渗透压(约 780kPa)，否则血红细胞将遭到破坏。
五、胶体的稳定性与聚沉(coagulation) 1）稳定性： 溶胶具有很大的比表面积，总是有自发聚集成更大颗粒，降低表面能的倾向，
因此，是热力学不稳定体系，但胶体具有相对稳定性。 溶胶相对稳定的原因： 1）布朗运动， 2）胶粒带电， 3）溶剂化作用（扩散层和吸附层离子都水合）——起保护作用。 可用来衡量溶胶的稳定性： 越大，胶粒带电量越多，扩散层厚，溶剂化层也厚，溶胶就越稳定。 2）聚沉： 聚沉：溶胶失去稳定性，相互碰撞导致颗粒变大，最后以沉淀形式析出。
p总
大学无机化学课件完整版课件
教 程
p(H2) = 0.10×600kPa = 60 kPa
§1.2 稀溶液的依数性
无
机 化
1.2.1 溶液的浓度
学
基 础
1.2.2 稀溶液的依数性
教
程
1.2.1 溶液的浓度
1. 物质的量浓度
cB
nB V
,单位：mol L1
无 机 化
2.
质量摩尔浓度
bB
nB mA
,单位：mol kg 1
1.1.2 气体的分压定 律
组分气体：
理想气体混合物中每一种气体叫
无 做组分气体。
机
化 分压：
学
基
组分气体B在相同温度下占有与
础 教
混合气体相同体积时所产生的压力，叫做
程 组分气体B的分压。
pB
nBRT V
分压定律：
混合气体的总压等于混合气体中各
组分气体分压之和。
无
p = p1 + p2 +
化 5 0.8719 40 7.3754 80 47.3798 学 10 1.2279 50 12.3336 90 70.1365
基
础 20 2.3385 60 19.9183 100 101.3247
教
程 * 同一种液体，温度升高，蒸气压增大 。
* 相同温度下，不同液体蒸气压不同；
无
1. 乙
机
醚
pB p
xB
VB V
B
,
pB B p
例1-3：某一煤气罐在27℃时气体
的压力为600 kPa ，经实验测得其中CO和H2
的体积分数分别为0.60和0.10。计算CO和H2
无机及分析化学气体和溶液 PPT
S0 (比表面)
S (总表面积) V (总体积)
2、表面能和表面吸附(自学) 物质的表面分子的能量比内部分子的能量高,高出的这 部分能量称为表面能。体系的分散度越大,表面积越大 ,表面能也越大,因而容易产生表面吸附。
•吸附:一种物质的微粒(如分子、原子、离子等) 自动聚集到另一种物质表面上的过程。其中,具 有吸附能力的物质称为吸附剂,被吸附的物质称 为吸附质。
•酸碱反应中,选择得失一个质子(H＋)对应的粒子组合或 化学式为基本单元,如碳酸钠常选(1／2 Na2CO3)、硫酸 常选(1／2 H2SO4)作基本单元;氧化还原反应中常选得失 一个电子的微粒组合或化学式为基本单元,如1mol K2Cr2O7还原为Cr3+要得到6 mol电子,故选(1／6 K2Cr2O7)作基本单元。
其基本单元,而不能用文字、
例如:
1mol(H2)或n(H2) = 1mol表示基本单元是H2的物质 的量是1mol,即6、02 × 1023个H2;1mol (H)或n(H)
= 1mol表示基本单元是H的物质的量是1mol,即6、 02 × 1023个H。
•基本单元的确定 依照反应方程式确定基本单元。
aA + bB = cC + dD 若各物质的基本单元分别为aA、bB、cC、
dD,则 n (aA) = n (bB) = n (cC) = n (dD)
•基本单元能够是分子、离子、原子、电子、光子及其 他粒子或这些粒子的特定组合,使用摩尔时必须在其单
位符号(mol)或量符号(n)后用元素符号或化学式指明
3、 渗透压
渗透:溶剂分子通过半透膜自动扩散的过程。 渗透压:是为了在半透膜两边维持渗透平衡而需要施加 的压力,或为了阻止溶剂通过半透膜进入溶液所施加于溶 液液面上的最小额外压力。
无机及分析化学课件第四版第一章气体和溶液
21世纪化学四大难题:
1. 化学反应理论——建立精确有效而又普遍适用得 化学反应 多体量子理论和统计理论;
2、 结构与性能得定量关系; 3、 生命现象得化学理论——生命化学难题; 4、 纳米尺度难题。
四、学习化学得重要性及必要性
数、理——化学——生物
20世纪发明了七大技术:
信息技术
认知科学
生物技术 核科学和核武器技术 航空航天和导弹技术 激光技术 纳米技术
科学原子论:道尔顿于1808年发表《化学哲学新体系》, 提出原子论,其要点为:
●物质由不可分割得原子组成; ●同种元素得原子其形状、质量及性质都相同,不同元素得
原子,其形状、质量及性质都不相同; ●两种元素得化合作用就是一种元素得一定数目得原子与
另一种元素得一定数目得原子结合形成复杂原子。
此学说意义重大: ●给化学奠定了唯物主义基石—原子。她得原子说把古代
1、什么就是化学?
化学就是在原子和分子层次上研究物质得组成、 结构、性质以及物质之间相互转化得科学。 研究层次:原子和分子 研究内容:
物质得组成、结构、性质与相互转化 核心与特征:合成新物质,对其性质进行表征,开发 其新得应用并探讨其中得机理。
2 、研究化学得目 得
人类生活得各个方面,社会发展得各种需要都与化学息息相关。 (1)化学对我们得衣食住行贡献巨大。 (2)化学对于实现农业、工业、国防和科学技术现代化具 有重要作用。 (3)促进其她基础学科和应用科学得发展和交叉学科得形 成。如:环境化学、能源化学、材料化学、地球化学 正如[美]Pimentel G C在《化学中得机会---今天和明天》一 书中指出得“化学就是一门中心学科,她与社会发展各方面得需 要都有密切关系。”
这就是唯物得,同时她又认为万物得本源就是四 种原始性质:冷、热、干、湿。元素由这些原始性 质依不同比例组合而成。
无机化学经典课件大全
Tb = Tb + Tb (H2O ) =0.102 K + 373.15 K =373.25 K
稀溶液沸点升高应用： 计算溶质B的摩尔质量。
根据：Tb = kbbB
因为： bB
nB mA
mB / M B mBA
代入上式，整理得：
MB
k b mB Tb mA
3. 稀溶液的凝固点降低 液体的凝固点：在一定外压下，纯物质的
Tf
Tf 273.15
温度T/K
水溶液的凝固点下降图
实验表明，非电解质稀溶液的凝固点
降低与溶质B的质量摩尔浓度成正比：
Tf = kfbB 式中：kf—溶剂的凝固点降低系数,
K·kg·mol-1 bB —溶质B的质量摩尔浓度, mol·kg-1 Tf —非电解质稀溶液的凝固点降低。
溶剂的凝固点降低系数kf只与溶剂的性质有关。
=0.320mol+0.180mol+0.700mol
=1.200mol
p( NH3 )
nNH3
n
p
0.320 133.0kPa 35.5kPa 1.200
p(O2 )
n(O2 ) n
p
0.180 133.0kPa 20.0kPa 1.200
p(N2) = p－ p(NH3)－p(O2)
= (133.0－35.5－20.0) kPa = 77.5 kPa
2.稀溶液的沸点升高
沸点： 当液 101325
体的蒸气
p
压等于外
界压力时
，液体会
沸腾。此 时的温度 称为液体
273.15
373.15
Tb
Tb 温度T/K
的沸点。
溶液的沸点上升图
稀溶液沸点升高应用： 计算溶质B的摩尔质量。
根据：Tb = kbbB
因为： bB
nB mA
mB / M B mBA
代入上式，整理得：
MB
k b mB Tb mA
3. 稀溶液的凝固点降低 液体的凝固点：在一定外压下，纯物质的
Tf
Tf 273.15
温度T/K
水溶液的凝固点下降图
实验表明，非电解质稀溶液的凝固点
降低与溶质B的质量摩尔浓度成正比：
Tf = kfbB 式中：kf—溶剂的凝固点降低系数,
K·kg·mol-1 bB —溶质B的质量摩尔浓度, mol·kg-1 Tf —非电解质稀溶液的凝固点降低。
溶剂的凝固点降低系数kf只与溶剂的性质有关。
=0.320mol+0.180mol+0.700mol
=1.200mol
p( NH3 )
nNH3
n
p
0.320 133.0kPa 35.5kPa 1.200
p(O2 )
n(O2 ) n
p
0.180 133.0kPa 20.0kPa 1.200
p(N2) = p－ p(NH3)－p(O2)
= (133.0－35.5－20.0) kPa = 77.5 kPa
2.稀溶液的沸点升高
沸点： 当液 101325
体的蒸气
p
压等于外
界压力时
，液体会
沸腾。此 时的温度 称为液体
273.15
373.15
Tb
Tb 温度T/K
的沸点。
溶液的沸点上升图
无机及分析化学02气体和溶液.pptx
=
pB
pA 和pB称为A气体和B气体在混合气体中的分压力。
因此可得
p＝pA＋pB
若混合气体由 i 种气体混合而成，同理可得
p=pA＋pB＋pC＋…＝∑pi
(2.11)
即：在一定温度下，混合气体的总压力等于各组分气体分压力 之和。这就是道尔顿气体分 压定律。
(2.11)式是道尔顿气体分压定律的一种表述形式，以下介 绍道尔顿气体分压定律的另一种表述形式。
注：若溶液中的物质可以按任何比例互溶，因不好区分哪 些物质是溶剂哪些物质是溶质，因此应称之为混合物为好．例 如气体溶液(如大气)应称为气体混合物，各组分完全互溶的液 体溶液(如乙醇水溶液)应称为液体混合物．本书为了方便仍将 这类混合物称为溶液，但其概念不能混淆。
混合物和溶液的组成表示法： 混合物和溶液的组成表示法见表2.3。
溶液(分
（分散质是小分子） 散质是
大分子)
胶体溶液(分 散质是分子 的小集合体)
浊液（分散质是分 子的大集合体）
最稳定
很稳定
稳定
不稳定
电子显微镜不可见 超显微镜可观察其存在 一般显微镜可见
能透过半透膜
能透过滤纸,不能透过 半透膜
不能透过滤纸
单相体系
多相体系
2.2.2 溶液的浓度
分子分散体系又称为溶液。广义上讲，溶液包括气体溶液 (如大气)、固体溶液 ( 如合金 )和液体溶液(如糖水、食盐水、乙 醚的苯溶液等)。本章重点讨论液体溶液，以下简称溶液。在液 体溶液中按溶质是否电解质，溶液可分为电解质溶液和非电解 质溶液。在非电解质溶液中根据溶质是否挥发，还可分为难挥 发非电解质溶液和易挥发非电解质溶液。
例2.1 在某实验室中(大气压力为90.12 kPa)，在19.0℃时用 排水集气法收集到氢气0.187 L。求在标准状况下经过干燥后所 收集到的氢气的体积。
第一章气体与溶液ppt课件
依数性是指： 溶液的蒸气压降低 溶液的沸点升高、凝固点下降 溶液具有渗透压
1 稀溶液蒸气压下降
溶液的饱和蒸汽压
纯溶剂
溶液
结果：稀溶液溶剂蒸 发的速率比纯溶剂蒸 发得慢，系统中气相 分子数目少，故稀溶 液蒸汽压总是低于纯 溶剂的蒸汽压：
P < P0
对溶液来讲, 蒸气 压大于P, 液化；蒸气
压小于P, 汽化。
pN2= p- p(H2O) = 97.8-2.2 = 95.6KPa
n(N2)=pN2V/(RT)
(97.82.20)kPa4.16L n(N2) = 8.31J4K-1mo-1l29K2 =0.164mol
NH4NO2(s) 2H2O(g) + N2(g)
64.04g
1mol
m(NH4NO2)=?
如果在19℃、97.8kPa下，以排水集气法在水面上 收集到的氮气体积为4.16L，计算消耗掉的亚硝酸铵的 质量。（ 19℃ 水的饱和蒸气压为p2.20kPa）
解： T =(273+19)K = 292K p=97.8kPa V=4.16L
19℃ 时，p(H2O)=2.20kPa Mr (NH4NO2)=64.04
100个大气压下的气体？ －10℃气体？
2、理想气体状态方程式
pV nRT
式中： p:气体的压力，单位是 Pa或 kPa; V :气体体积， 单位 m3或 L； n :是气体物质的量，单位 mol； T :气体温度，单位 K; R :摩尔气体常数，
在标准状况下，p =101.325kPa, T=273.15K n=1.0 mol时, Vm=22.414L=22.414×10-3m3
d< 1nm
分子分散系
无机及分析化学----气体和溶液
0.150mol 8.315kPa L mol 1 K 1 298K pH 2 3.00L 124 kPa
p H 2 O 3.17kPa（查表）
p 124kPa 3.17kPa 127.17kPa
1.2 溶液
一、分散系
分散系： 一种或几种物质以细小的粒子分散到 另一种物质里所形成的体系。 被分散的物质称为分散质（或分散相） 把分散质分散开的物质为分散剂（或分散介质）。
——道尔顿分压定律
(Partial Pressure of Dalton)
第一章
气体和溶液
§1.2 气体分压定律
(1). 表示式
p p1 p2 ... 或
p pi
理想气体状态方程式不仅适应于单一
组分气体
pV nRT
中各组分气体
（1）
理想气体状态方程式也适应混合气体
piV ni RT
在同一温度下， 纯溶剂的蒸气压 力与 溶液蒸气压 力之差 蒸气压下 降。
实验测定25C时，水的饱和蒸气压:p (H2O) = 3167.7 Pa； 0.5 mol · kg-1 糖水的蒸气压则为: p (H2O) = 3135.7 Pa；
1.0 mol · kg-1 糖水的蒸气压为: p (H2O) = 3107.7 Pa。
力比较小，分子间平均距离比较大，分子自身体积与气 体体积相比，完全微不足道，才能把它近似地看作理想 气体。
第一章
气体和溶液
§1.1 理想气体状态方程式
2.理想气体状态方程式
（1）表达式
pV nRT
其中， p：气体的压力，kPa
V：气体的体积，m3 ,L n：气体的物质的量，mol T：热力学温度，K R：摩尔气体常数
第二章 气体和溶液.ppt
则：pi = xi p
即：混合气体中某组分气体的分压力等于该组分
的摩尔分数与混合气体总压力的乘积。
2019/11/8
无机及分析化学 第二章 气体和溶液
10
例2-3：在17 ℃，99.3kPa的气压下，用排水集气法 收集氮气150mL。求在标准状况下该气体经干燥后 的体积。
解：在水面上收集气体，测出的压力是饱和水蒸气 压力和气体压力之和。
2
Boyle定律：17世纪中叶，波义尔的实验结果：
温度恒定时，一定量气体的压力和它体积的乘积为 恒量。 PV=nRT（理想气体状态方程式）。
Pv=nRT是描述理想气体在处于平衡态时，压强、 体积、物质的量、温度间关系的状态方程。
2019/11/8
无机及分析化学 第二章 气体和溶液
PV = constant
2019/11/8
无机及分析化学 第二章 气体和溶液
29
2． 沸点上升
沸点：液体的沸点是指其蒸气压等于外界大气压力
时的温度。
溶液的蒸气压总是低于纯溶剂的蒸气压；因此溶液 的沸点升高。
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无机及分析化学 第二章 气体和溶液
30
若在纯水中加入少量难挥发的非电解质后， 会产生什么现象呢？
p(H 2 )
nH2 RT V
0.3508.315 298 289kPa 3.00
p 82.6 289 371.6(kPa)
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无机及分析化学 第二章 气体和溶液
12
2H2 + O2 = 2H2O
通电时0.100mol O2只与0.200molH2反应生成 0.200molH2O。液态水所占体积与容器体积相比可 忽略不计，但因此产生的饱和水蒸气却必须考虑。
第1章：气体和溶液49页PPT文档
×0.0224 (m3/mol) = 0.071kg /mol = 71.00g/mol
标准状况： T=273.15K P=101325pa R=8.314J/mol.K
7
补充例题：在298 K和9.93 ×104Pa压力下 0.304L二氧化硫重0.78g，求二氧化硫的分子量。 解：根据气体状态方程式：
p(N2)= p- p(NH3) - p(O2) =(133.0-35.5-20.0)kPa =77.5kPa
14
分压定律的应用
15
例题：用金属锌与盐酸反应制取氢气。 在25℃下，用排水集气法收集氢气，集气瓶 中气体压力为98.70kPa（25℃时，水的饱和 蒸气压为3.17kPa），体积为2.50L，计算反 应中消耗锌的质量。
解：查表1-1，17 ℃的饱和水蒸气压1.93kPa P(N2) = (99.3-1.93) =97.4kPa
18
p1V1 p2V2
T1
T2
V 2p T 1 1 V p 1 T 229.4 7 2 k9 P K 1 0 1 a5 m 0 .3 0 k 1 2 lP7 K a3
=136ml
目
录
第一节 气体 第二节 溶液 第三节 胶体溶液
2
第一节：气体
物质通常以气态、液态或固态形式存在。本 章介绍气体和溶液。
一、理想气体状态方程式
1、概念：分子本身不占有体积；分子间没有 作用力的气体称为理想气体。
实际气体，但在处于低压(<=1atm)和高温 (>273K)的条件下，可近似视为理想气体。
3
一、理想气体状态方程式
理想气体状态方程式为：
pV= nRT
(1-1)
式1-1应用于实际气体时，只适用于温度 较高(>=273K)、及较低压力((<=1atm)的 情况。
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第一章 化学基础知识
§ 1 物质的状态 § 1-1 气体 § 1-2 液体 § 1-3 固体 § 1-4 等离子态（了解） § 2 溶液
§ 1 物质的状态：
固体 液体 气体 等离子体 （Plasma）
分子间作用力:
减弱 密度: 降低 （有例外） （分子本身所占体积的比例）
§ 1-1 气体
pM 计算气体密度： RT
m V
m pV RT M
பைடு நூலகம்
M
RT
p
例
题
mAr=0.7990g，T=16℃，p=111.46kPa， V=0.4314L，求a) 1摩尔Ar的质量； b) 在标准状态下Ar的密度。 解：a)∵PV=m/M×RT , ∴ M=mRT/pV =0.799×8.315×289.15/ （111.46×103×0.4314×10－3） ＝39.95g/mol
盐酸 氢气 + 水蒸气
p
p(总压) p
。
锌
例题：某容器中含有NH3、O2 、N2等 气体的混合物。取样分析后，其中 n(NH3)=0.320mol，n(O2)=0.180mol， n(N2)=0.700mol。混合气体的总压 p=133.0kPa。试计算各组分气体的分压。 解：n= n(NH3)+n(O2)+n(N2) =0.320mol+0.180mol+0.700mol =1.200mol
292K 时，p(H2O)=2.20kPa Mr (NH4NO2)=64.04
(97.8 2.20)kPa 4.16L n(N2) = -1 -1 8.314J K mol 292K
=0.164mol
NH4NO2(s) 2H2O(g) + N2(g) 64.04g 1mol m(NH4NO2)=? 0.164mol
1. 气体的最基本特征
具有可压缩性和扩散性。
2. 理想气体 人们将符合理想气体状态方程式pV=nRT的 气体，称为理想气体。
分子体积与气体体积相比可以忽略不计 分子之间没有相互吸引力 分子之间及分子与器壁之间发生的碰撞 不造成动能损失 ----弹性碰撞
3. 理想气体的状态方程式
理想气体状态方程式: pV=nRT
=6.30g
例题: 可以用亚硝酸铵受热分解的方法制 取纯氮气。反应如下： NH4NO2(s) 2H2O(g) + N2(g) 如果在19℃、97.8kPa下，以排水集气法 在水面上收集到的氮气体积为4.16L，计算消 耗掉的亚硝酸铵的质量。 解： T =(273+19)K = 292K p=97.8kPa V=4.16L
n1 n2
RT V
nRT p V
混合理想气体状态方程式仍有效
分压的求解：
nB RT nRT p pB V V pB nB xB p n
nB pB p xB p n
x B B的摩尔分数
混合气体分压定律的应用
思考题：在20 °C、 99 kPa 下，用排水取气法收集 1.5 dm3 的O2, 问：需多少克 KClO3 分解？ 2 KClO3 = 2 KCl + 3 O2 (查水（20 °C）的蒸气压为 2.34 kPa )
n NH 3 p (NH 3 ) p n
0.320 133.0kPa 35.5kPa 1.200
n(O 2 ) p (O 2 ) p n
0.180 133.0kPa 20.0kPa 1.200
p(N2)= p- p(NH3) - p(O2)
=(133.0-35.5-20.0)kPa
b)
pM RT
pM RT 101.3103 0.03995 (8.315 273.15)
=1.782kg m =1.782g L
或 ρ=39.95/22.4=1.783（g/L）
3
4. 混合气体分压定律
理想气体混合物： 当几种气体在同一容器中混合，互相不发生化 学反应，分子间作用力和分子大小可被忽略，它们 互不干扰，如同单独存在于容器中一样。 组分气体： 理想气体混合物中每一种气体叫做组分气体。 分压： 组分气体B在相同温度下占有与混合气体相同 体积时所产生的压力，叫做组分气体B的分压。
nB RT pB V
道尔顿分压定律
:H2(1)
: O2(2) : N2(3)
混合气体的总压力等于 各组分气体分压之和
V
p（总压力） + ＝ p1
p2
+
p3
或 p pB
V
V
V
n1 RT p1 , V
n2 RT p 2 , V
n1 RT n2 RT p V V
n =n1+ n2+
=77.5kPa
例题：用金属锌与盐酸反应制取氢气。 在25℃下，用排水集气法收集氢气，集气瓶 中气体压力为98.70kPa（25℃时，水的饱和
蒸气压为3.17kPa），体积为2.50L，计算反
应中消耗锌的质量。 解： T =(273+25)K = 298K p=98.70kPa V=2.50L
298K时，p(H2O)=3.17kPa
3
3
8.314J mol K
R= 8.314 kPaLK-1mol-1
1
1
注意：R的取值，P、V、n、T单位之间关系 = 0.0821 atm · dm3 · mol-1 · K-1
理想气体状态方程应用
计算p，V，T，n四个物理量之一：pV = nRT
m n M
mRT 计算气体摩尔质量：M pV
Mr (Zn)=65.39
(98.70 3.17)kPa 2.50L n(H2) = 8.314J K -1 mol-1 298K
=0.0964mol
Zn(s) + 2HCl ZnCl2 + H2(g) 65.39g 1mol m(Zn)=? 0.0964mol
65.39g 0.0964mol m(Zn) = 1mol
适用于：温度较高、压力较低时的稀薄气体
理想气体状态方程式
pV = nRT R---- 摩尔气体常量
在STP下，p =101.325kPa, T=273.15K
n=1.0 mol时, Vm=22.414L=22.414×10-3m3
Pa 22.414 10 m pV 101325 R nT 1.0mol 273.15K
§ 1 物质的状态 § 1-1 气体 § 1-2 液体 § 1-3 固体 § 1-4 等离子态（了解） § 2 溶液
§ 1 物质的状态：
固体 液体 气体 等离子体 （Plasma）
分子间作用力:
减弱 密度: 降低 （有例外） （分子本身所占体积的比例）
§ 1-1 气体
pM 计算气体密度： RT
m V
m pV RT M
பைடு நூலகம்
M
RT
p
例
题
mAr=0.7990g，T=16℃，p=111.46kPa， V=0.4314L，求a) 1摩尔Ar的质量； b) 在标准状态下Ar的密度。 解：a)∵PV=m/M×RT , ∴ M=mRT/pV =0.799×8.315×289.15/ （111.46×103×0.4314×10－3） ＝39.95g/mol
盐酸 氢气 + 水蒸气
p
p(总压) p
。
锌
例题：某容器中含有NH3、O2 、N2等 气体的混合物。取样分析后，其中 n(NH3)=0.320mol，n(O2)=0.180mol， n(N2)=0.700mol。混合气体的总压 p=133.0kPa。试计算各组分气体的分压。 解：n= n(NH3)+n(O2)+n(N2) =0.320mol+0.180mol+0.700mol =1.200mol
292K 时，p(H2O)=2.20kPa Mr (NH4NO2)=64.04
(97.8 2.20)kPa 4.16L n(N2) = -1 -1 8.314J K mol 292K
=0.164mol
NH4NO2(s) 2H2O(g) + N2(g) 64.04g 1mol m(NH4NO2)=? 0.164mol
1. 气体的最基本特征
具有可压缩性和扩散性。
2. 理想气体 人们将符合理想气体状态方程式pV=nRT的 气体，称为理想气体。
分子体积与气体体积相比可以忽略不计 分子之间没有相互吸引力 分子之间及分子与器壁之间发生的碰撞 不造成动能损失 ----弹性碰撞
3. 理想气体的状态方程式
理想气体状态方程式: pV=nRT
=6.30g
例题: 可以用亚硝酸铵受热分解的方法制 取纯氮气。反应如下： NH4NO2(s) 2H2O(g) + N2(g) 如果在19℃、97.8kPa下，以排水集气法 在水面上收集到的氮气体积为4.16L，计算消 耗掉的亚硝酸铵的质量。 解： T =(273+19)K = 292K p=97.8kPa V=4.16L
n1 n2
RT V
nRT p V
混合理想气体状态方程式仍有效
分压的求解：
nB RT nRT p pB V V pB nB xB p n
nB pB p xB p n
x B B的摩尔分数
混合气体分压定律的应用
思考题：在20 °C、 99 kPa 下，用排水取气法收集 1.5 dm3 的O2, 问：需多少克 KClO3 分解？ 2 KClO3 = 2 KCl + 3 O2 (查水（20 °C）的蒸气压为 2.34 kPa )
n NH 3 p (NH 3 ) p n
0.320 133.0kPa 35.5kPa 1.200
n(O 2 ) p (O 2 ) p n
0.180 133.0kPa 20.0kPa 1.200
p(N2)= p- p(NH3) - p(O2)
=(133.0-35.5-20.0)kPa
b)
pM RT
pM RT 101.3103 0.03995 (8.315 273.15)
=1.782kg m =1.782g L
或 ρ=39.95/22.4=1.783（g/L）
3
4. 混合气体分压定律
理想气体混合物： 当几种气体在同一容器中混合，互相不发生化 学反应，分子间作用力和分子大小可被忽略，它们 互不干扰，如同单独存在于容器中一样。 组分气体： 理想气体混合物中每一种气体叫做组分气体。 分压： 组分气体B在相同温度下占有与混合气体相同 体积时所产生的压力，叫做组分气体B的分压。
nB RT pB V
道尔顿分压定律
:H2(1)
: O2(2) : N2(3)
混合气体的总压力等于 各组分气体分压之和
V
p（总压力） + ＝ p1
p2
+
p3
或 p pB
V
V
V
n1 RT p1 , V
n2 RT p 2 , V
n1 RT n2 RT p V V
n =n1+ n2+
=77.5kPa
例题：用金属锌与盐酸反应制取氢气。 在25℃下，用排水集气法收集氢气，集气瓶 中气体压力为98.70kPa（25℃时，水的饱和
蒸气压为3.17kPa），体积为2.50L，计算反
应中消耗锌的质量。 解： T =(273+25)K = 298K p=98.70kPa V=2.50L
298K时，p(H2O)=3.17kPa
3
3
8.314J mol K
R= 8.314 kPaLK-1mol-1
1
1
注意：R的取值，P、V、n、T单位之间关系 = 0.0821 atm · dm3 · mol-1 · K-1
理想气体状态方程应用
计算p，V，T，n四个物理量之一：pV = nRT
m n M
mRT 计算气体摩尔质量：M pV
Mr (Zn)=65.39
(98.70 3.17)kPa 2.50L n(H2) = 8.314J K -1 mol-1 298K
=0.0964mol
Zn(s) + 2HCl ZnCl2 + H2(g) 65.39g 1mol m(Zn)=? 0.0964mol
65.39g 0.0964mol m(Zn) = 1mol
适用于：温度较高、压力较低时的稀薄气体
理想气体状态方程式
pV = nRT R---- 摩尔气体常量
在STP下，p =101.325kPa, T=273.15K
n=1.0 mol时, Vm=22.414L=22.414×10-3m3
Pa 22.414 10 m pV 101325 R nT 1.0mol 273.15K